如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S1,断开开关S2和S3时,电灯R1正常发光,电压表示数为6V;当合上开关S1,S2,断开S3时,电流表示数为1A;当合上S3,断开S1、S2时,灯R1的实际功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为0.6W,求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。
解析:
1.当只闭合开关S1时,原电路的等效电路如下:
此时灯光正常发光,表明灯灯泡的额定电压与电源相等,也是6V;
2.当仅断开S3时,原电路的等效电路如下:
可见R1与R2并联,且电压表测量R1或R2或电源电压(各支路两端的电压相等),电流表测量干路电流,为1A。
3.仅闭合S3时,原电路的等效电路如下:
可见灯泡及二电阻均为串联关系。电压表测量灯泡两端的电压。
由以上“2”步骤的分析可知:
1= | 6 | + | 6 | |
R1 | R2 |
即:6(R1+R2)=R1R2……(1)
根据以上步骤“3”的分析,设此时电路中的电流为I,则
P1实=I2R1
P1额=62/R1
P1实 | = | 62 | = | 9 |
P1额 | I2R21 | 1 |
即:
I2R21=4……(2)
同时:
I2R2=0.6……(3)
(2)/(3)得:
3R12=20R2……(4)
将方程(4)中的R2代入方程(1)并整理得:
R12-6R1-40=0
略去无意义的值,得
R1=10Ω
再将R1=10Ω代入(4)得:
R2=15Ω
所以灯炮的额定功率是:
PL= | (6V)2 | =3.6W |
10Ω |
由(2)和R1=10Ω得:
I=0.2A
因此灯炮与两电阻串联时的总电阻为:
R总= | 6V | =30Ω |
0.2A |
R3的阻值:
R3=R总-R1-R2=30Ω-10Ω-15Ω=5Ω
故,灯泡的额定功率是3.6W,电阻R3的阻值是5Ω
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